义马煤的流化床热解脱硫研究.pdf

收稿日期“ “ 基金项目国家重点基础研究发展规划资助项目5 / 7 A 5 5 BCD E 9 5 / 0 / B A6 4 FF F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F , “ - 文章编号 * G H 9 A 9 BC 9 D 8 97 9E9 FA9 G9H I I J K LK M J M MK I J L LK N J I J K J K H H J M N K J I N N J H N J K O J P 热解实验热解实验在石英管Q内径H NRRS流化床反应系统中进行T反应器中部有石英烧结板T支撑物料并作为气体分布板J热解温度范围为H N N UV N N WT 热解停留时间为N J HX T采用的惰性气氛为氮气T 流化气流量在N J K H UN J KR5 X T达到设定温度后吹送气吹送进料T进料量约HC 5 R8 Y J反应结束后自然冷却到室温再收集半焦T称量并做进一步分析J O J 原煤及半焦中硫的分析原煤及半焦中全硫测定采用艾氏卡法T原煤及半焦用K ZI的[F9 脱除无机硫后直接测定其中有机硫J脱硫率计算采用下式 \] 3Q 7_ T ‘Sa3Q 7_ T bScd 3Q 7_ T ‘S T 式中e \]为脱硫率T 6f 3Q 7 _ T ‘S T 3Q 7_ T bS 分别为原煤与热解半焦中全硫含量f d为半焦产率J P 结果与讨论 P J O 原煤在不同温度下热解实验图K表示了热解温度与半焦中硫含量的关系J 图K温度对原煤热解半焦中硫含量的影响 8 C J K g h h b _ i h _ Rj ‘ A _ k ‘ i Y l k 7和7 r K K sT7和煤有机质中的氢结合以 [7形式释放出来J 根据 ;G m D G t研究 r K s T义马煤有机硫中硫醚和脂肪硫含量相对较多T这些不稳定的有机硫在较低温度就可以分解T因此黄铁矿及不稳定有机硫的分解是反应前期半焦中硫含量降低较多的原因J从原煤的灰成分可以看出T义马煤中碱性矿物质尤其是 A 9的含量较高T根据文献r H s其固硫反应在L N N UV N N W发生T这会导致半焦中硫含量增加T但是固硫反应的产物硫化物在燃烧时转变为硫酸盐T不会造成7 9 污染J此外T当热解温度高于q N N W时T煤的孔壁塌陷T导致煤基结构改变阻碍煤中硫进一步释放r K sT 这也是高温下热解半焦中硫含量回升的原因之一J 从半焦中有机硫的变化曲线可以看出T有机硫在整个温度范围内一直呈增加趋势J由于义马煤中难分解的噻吩类硫相对较少T因此认为半焦中有机硫含量的增加主要是由于热解过程中无机硫向有机硫的转化J;_ _ A ‘ r K I s认为在热解过程中T 含硫化合物裂解为自由基T自由基捕获煤中的氢生成[7 和烯J在惰性气氛中高温阶段T煤中内在氢不能满足稳定硫自由基的需要T从而导致含硫基团生成稳定不易脱除的有机硫J此外T内在氢的缺乏还会导致黄铁矿硫向稳定的有机硫转变r K H sJ半焦中有机硫增加也可能是释放出的含硫气体在扩散过程中与周围的有机质结合生成更加稳定的碳硫键r q sJ ‘ Y 8 b m 7 8 R8 b曾报导在热解过程中硫化物转变为有机硫r K q sT由于碱性矿物质的固硫作用导致半焦中硫化物含量较高T从而对半焦中有机硫增加起到一定作用J 从原煤与半焦中无机硫数据对比可以看出T黄铁矿在热解过程中并没有完全转变为硫化亚铁T黄铁矿向硫化亚铁的转化受煤中有机质含量的影响r K L sJ P J P 义马脱灰煤热解实验图 T 是义马脱灰煤半焦中硫含量与热解温度的关系及原煤与脱灰煤脱硫效果比较J 图温度对义马脱灰煤半焦硫含量及脱硫率影响 8 C J g h h b _ i h _ Rj ‘ A _ k ‘ i Yl k X 8 4 A 9 9 1 2 R A D 4 4 2 1 8 7 9 4 ; _ 4 7 C 1 9 O ; O 8 A 4 56 4 O 9 O 8 1 2 4 PC 56 8 7 C O 8 6 L W M 0 O .F Y Y J .H I’ * KY I I Y I Y L I M ‘ 8 P1 A S‘U ; ; A C 4 ; D 1 2 DC 56 8 7 C O 8 6 ; O 8 8 54 _ 7 ; 8 4 5A 4 7 L W M 0 O X 8 4 A 9 9 1 2 R A D 4 4 2 ; O 8 C 8 7 9 ; 4 8 57 C 1 4 9 O 8 1 26 ; O 8 X 4 1 9 DA 4 B 1 2A 4 7 L W M 0 O .F Y Y .H J ’ I * KI I F L M‘ 8 P1 A S‘.W 7 9 1 B 4N R D V D 7 _ 1 4 84 ;9 O ; O 8 ; 4 8 59 O 8 1 26 4 P 8 7 BA 4 7 L W M 0 O . F Y Y . H F’ F F * KF F Y L M Z V 7 8 8 7W .]1 8 7 7W.X 8 S\X 8 4 O A C 1 9 C 8 1 V O C 1 4 7 9 O ; O 8 ; 4 8 59 1 C D 4 PC 56 8 7 C O 8 6 L W M 0 O X 8 4 A 9 9 1 2 R A D 4 4 2 ; O 8 1 S 7 C 1 4 4 ; 9 4 5 R O 8 B 1 9 D 1 2 C 9 V A 7 B 1 2 1 C U ; ; A C 1 _ 9 94 ;A 7 8 V 4 1 S 7 C 1 4 ; 4 8 9 O ; O 8 1 S 7 C 1 4 L W M 0 O . X 8 4 A 9 9 1 2 R A D 4 4 2 9 O ; O 8 1 S 7 C 1 4 V 6 7 O 2 8A 4 7 ; 8 L W M 0 O X 8 4 A 9 9 1 2 R A D 4 4 2 .F Y H / . H ’ J *K “ F F I L F M 3 D c Q.b 1 [d.e D 7 2[W a A 4 56 4 9 1 C 1 4 4 ; 6 ; O 8 O 8 1 2 A 7 8 V 4 1 S 7 C 1 4 L W M 0 O .F Y . J F ’ * K F J F F F L F H M Z V 7 8 8 7W .X 7 7 A 1 4 9W .]4 1 8 . C7 U _ 1 A 4 ; 8 A 1 6 8 4 A 7 4 8 2 7 1 A57 C C 8 6 ; O 8 8 54 _ 7 O 8 1 2 A 4 7 6 . F Y Y J .H I ’ H * K F “ J F “ “ FIF 第期齐永琴等K义马煤的流化床热解脱硫研究万方数据 “ “ “ 9 “ . 5 F G 0 0 “H“ 7 I - 3 , 3 J “ . 0 . 0 0 “ - 3 , 3 ’ “ 2. 0 7 3 ’ . “ “K 9 “ 27 - G . “ “ 4 . 7 G ’ L . M N M M M O 3 ’ . P Q R S T U V W T X4 ’ “9 “ 2. “ , . / “ 9F * “ ’ P 99 “ Y 7 . 0 “F * “ Y P Z1. 2 , Z Y 7 , 7 / “ 9. - , . 9 . / “ 9 I “ 9 “ 0 . . “ 0 0 2 Y ’ “ “0 “ L 2. “0 ’ “ , - “ 2 J , “ - - . . “ 7 [4 ’ ““ - - “ 0 - 0 “ 2Y “ 0 “ 0 . 2“ 9 0 2 Y ’ “ “ , - Z . J “ 0 . 5 0 “ 9 [4 ’ “ “ , 0 ’ Z 0 ’ 00 ’ “ ’ Z. 0 ’, Z , - 0 “ 0 I “ I 0 . “ 9- 2 0 ’ “ Z1. 2 , 99 “ ’ “ 9 , 0 \ M M ][B Z“ J “ . 0 ’ “D 0 2 Y ’ “ “Z. 0 ’M [ _ ‘ - a0 ’ “ ’ Z. 0 ’2 ’, Z“ , - I “ I 0 . “ 9 0 , 7_ b M ] - 2 0 ’ “ Z , “ , 0 . 5. 9 “ , - . / 0 . 7 . “ , 9 - \ [ c ‘[4 ’ . . 9 . 0 “ 0 ’ 0 2 , , 2 0 - a. . “ 0 0 2 Y ’ “ “ “ ’ “ 0 ’ “ 9 “ , - . / 0 . 7 . “ , 9 - 0 0 , , - [4 ’ “ 5 . , - . 0 ’ “ ’ ’ . “ . 50 “ 99 . 5Y 7 , 7 . Y “ [4 ’ “I . 2. “ , - Z , , “ 90 ’ . 5 ’ “ , - 0 “ 0 . ’ - 2 Z , 0 ’ - 2* “ ’ , [ 5 “ Y 7 , 7 0 . 0 . 2“’ “ ’ “ 2“ 0 “ - - “ 0 , - “ 2 J , [ de fg h U i S X , jY 7 , 7 . j- , . 9 . / “ 9 I “ 9 “ 0 j9 “ , - . / 0 . j , - - 2 F责任编辑李成俊 kkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk P 美国发展清洁煤能源技术煤能否成为环境之友l二氧化碳是最令人担心的造成m温室效应n的气体如何减少煤燃烧过程中有害气体的排放[能源工程师们正在大力发展m清洁煤n技术并将其投入商业使用[ 清洁煤技术归结以下三种类别X煤燃烧前的过程j使煤更清洁燃烧的过程j以及燃烧后清除废气的过程[目前最普遍采用的清洁煤技术是燃烧后使用涤气器它能够清除二氧化硫和二氧化氮废气[现在煤的处理和提炼过程受到很大关注[斯坦福研究所研制出一套处理过程能够使西部的煤炭oo煤的湿度和硫含量都很高oo变成洁净燃烧的给料具体方法是将西部煤炭在高温高压下做m老化n处理以改变它的化学结构处理的结果是每千克给料产生的热量提高了_ M ‘水银p硫和煤灰的成分都大大减少因而有可能成为更清洁的燃烧过程[ 其它提炼技术也向商业转化[例如美国气体和化学制品公司就计划把煤转化为气体p再合成甲醇的处理方法推向市场[但是最引起人们关注的还是一种称作m综合气化循环n的新型发电方法[这种方法是将煤转化为气体然后对气体进行清洗再放入燃烧涡轮机中充分燃烧[ m综合气化循环n方法的优点是发电厂能够更容易地从废气中捕获二氧化碳而发电效率比使用其它清洁煤方法的效率都高[它的最大好处是现有发电厂只要经过改造就能采用这种处理过程[ 即使按照现在的设计全球能源研究中心说 m综合气化循环n发电厂的效率也将达到q M ‘而传统发电方法为N N ‘[未来的发电厂将有望实现q q ‘或更高的效率[最大的优点是采用此方法排出的废气将低于r清洁空气法s的规定ooc c ‘的硫得以除去二氧化氮p一氧化碳及煤焦油颗粒的排放量比使用涤气器的排放量也低的多[ F转载中国矿业大学科技与产业处r科技与产业通讯s M M 年第六期P NO 中国矿业大学学报第N 卷万方数据